安徽工程大学期末考试《计算机控制技术》范围总结2汇编.docx

1、安徽工程大学期末考试计算机控制技术范围总结2汇编1.什么是计算机控制系统？它的工作原理是什么?计算机控制系统的定义：利用计算机来实现生产过程自动控制的系统.工作原理：1.实时数据采集 2.实时控制决策 3.实时控制输出2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？在线方式：生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式.离线方式：生产过程不和计算机相连,且不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式.实时（Realtime control）：是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成， 实时控制系统必定是在线系统3.RS-485为半双工,只需一对平衡差分信号线，RS-485电路结构

2、是在平衡连接的电缆上挂接发送器、接收器或组合收发器,且在电缆两端各挂接一个终端电阻用于消除两线间的干扰。4.总线总线是一组信号线的集合,它定义了各引线的信号特性、电气特性和机械特性,使计算机箱内各模板之间以及主机与外部设备之间建立起信号联系,进行信息传送和通信.内部总线 内部总线是指IPC内部各个功能模板之间的信息通路,它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽， 分为数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB和电源总线PB四大部分.外部总线 外部总线是指计算机与计算机之间、计算机与远程终端之间、计算机与外部设备以及测量仪器仪表之间的信息通路,常称为通信总线. 数据传输方式可以是并行的,也可以是串行

3、的,可分别称为并行通信总线和串行通信总线.5.PC104总线Pc104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线，pc104实质上就是一种紧凑的IEEE-966，其信号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范却完全不同，是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系统。6.计算机控制系统的模拟量输出通道(后向通道)1）.模拟量输出通道的任务-把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号,去驱动相应的执行器,从而达到控制的目的; 2.）模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成- 一般是由接口电路.数/模转换器(简称D/A或DAC)和电压/电流变换器等;3）.模拟量输出通道基本构成-

4、多D/A结构和共享D/A结构。特点: 1.一路输出通道使用一个D/A转换器 2.D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器 3.D/A转换器具有数字信号转换模拟信号.信号保持作用 4.结构简单,转换速度快,工作可靠,精度较高,通道独立 5.缺点是所需D/A转换器芯片较多7.A/D，D/A波形发生器A/D转换器A/D (Analog/Digital)转换器是将模拟量转换为数字量的器件,这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量,但在一般情况下,模拟量是指电压而言的.作用：将模拟量转换为数字量,以便计算机接收处理。D/A转换器性能指标有：(1)分辨率(2)转换精度(3)偏移量误差(4)稳定时间典型芯

5、片-DAC0832(掌握)性能 ：一个8位D/A转换器电流输出方式稳定时间为1s采用DIP-20封装同系列芯片还有 DAC0830,DAC0831上升锯齿波源程序清单如下： ORG 0200H MOV DPTR,#0E000H ;指向输入寄存器地址 MOV A,#00H ;转换初值 WW: MOVX DPTR,A ;WR1有效,启动D/A转换 INC A NOP ;延时 NOP AJMP WW下降锯齿波 ORG 0200 MOV DPTR,#0E000H ;指向输入寄存器地址 MOV A,#0FFH ;转换初值 WW: MOVX DPTR,A ;WR1有效,启动D/A转换 A NOP ;延时

6、NOP AJMP WW生成三角波的程序 DAC0832 EQU 0F200H ORG 0000H AJMP START ORG 0100HSTART: MOV SP,#60H MOV DPTR,#DAC0832 MOV R0,#00HLOOP1: MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC R0 ACALL DELAY CJNE R0,#0FFh,LOOP1 LOOP2: DEC R0 MOV A,R0 MOVX DPTR,A ACALL DELAY CJNE R0,#00H,LOOP2 AJMP LOOP1DELAY: MOV R7,#10 DJNZ R7,$ RETD/A转换模板设计

7、主要考虑以下几点：(1)安全可靠:尽量选用性能好的元器件,并采用光电隔离技术.(2)性能/价格比高:既在性能上达到预定技术指标,又在技术路线/芯片元件上降低成本. (3)通用性:D/A转换模板应符合总线标准,其接口地址及输出方式应具备可选性.D/A转换模板的设计步骤：确定性能指标设计电路原理图SCH设计和制造印制线路板PCB最后焊接和调试电路板 电机控制方式为四相八拍A-AB-B-BC-C-CD-D-DABA EQU P1.3 BB EQU P1.2 BC EQU P1.1 BD EQU P1.0 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H A

8、CALL DELAYSMRUN:MOV P1,#08H ;A ACALL DELAY MOV P1,#0CH ;AB ACALL DELAY MOV P1,#04H ;B ACALL DELAY MOV P1,#06H ;BC ACALL DELAY MOV P1,#02H ;C ACALL DELAYMOV P1,#03H ;CD ACALL DELAY MOV P1,#01H ;D ACALL DELAY MOV P1,#09H ;DA ACALL DELAY SJMP SMRUN ;循环转动DELAY: MOV R4,#10 ;单步延时程序DELAY1:MOV R5,#250 DJNZ

9、R5,$ DJNZ R4,DELAY1 RET (作用？) END8.采样保持器的原理和作用是什么？是否所有的模拟输入通道中都需要采样保持器？为什么？采样/保持器：模拟信号进行A/D转换时,从启动转换到转换结束输出数字量,需要一定的转换时间.在这个转换时间内,模拟信号要基本保持不变.如果输入信号变化较快(频率较高),就会引起较大的转换误差.要防止这种误差的产生,必须在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住,而在A/D转换结束后又能跟踪输入信号的变化.能完成这种功能的器件叫采样/保持器.作用：为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随时间变化较快的信号的要求，可采用带有保持电路的采样器，即采

10、样保持器（为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化，致使A/D转换的结果出错，因而采用采样保持器来使得信号维持一段时间）。不是所有的模拟输入通道中都需要采样保持器，因为采样保持器是为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化，致使A/D转换的结果出错，所以只要A/D转换的时间比信号变化的时间短就不需要。9.基于RS-485串行总线的主从分布式测控系统的结构形式是怎样的?答：基于RS-485总线可构成下图所示的主从分布式测控系统，其中可编程控制器（PLC）、智能调节器、智能远程I/O模块的等装置大都具有RS-485总线，可作为测控系统的从站，实现控制功能；PC或IPC作为系主站，并配有RS-232/

11、485转换器，实现对系统定的监控与管理。 10.什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？答：串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。抑制方法：滤波器、双积分式A/D转换器、前置放大或者隔离屏蔽等、利用元器件的特性来抑制、选择带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线（具体见书64页）。共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。抑制方法：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽。.讨论多轴步进驱动控制技术和多轴伺服驱动控制技术各有何特点？并分别列举设计或应用实例。多轴步进驱动控制技术：步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电式数模（）转换器。在开环数字程序控制系统中，输出控制部分常采用步进电动机作为驱动

12、元件，步进电动机控制线路接受计算机发来的指令脉冲，控制步进电机作相应的转动，步进电动机驱动数控系统的工作台或刀具。特点：步进电机的转动是一步一步进行，每输入一个脉冲电信号，步进电机就转动一个角度。通过改变脉冲频率和数量，即可实现调速和控制转动的角位移大小，具有较高的定位精度，其最小步距角可达0.75，转动、停止、反转反应灵敏、可靠。应用举例：三轴步进电动机控制 多轴伺服驱动控制技术：在自动控制系统中，输出量能够以一定精确度跟随输入量的系统。伺服系统的作用在于接受来自上位控制装置的指令信号，驱动被控制对象跟随指令脉冲运动，并保证动作的快速和准确，这就要求高质量的速度和位置伺服。基本要求：（1）稳

13、定性好（2）精度高（3）快速相应性好 特点：精确地检测装置；有多种反馈原理和方法；高性能的伺服电动机；宽调速范围的速度调节系统12.某系统的连续控制器设计为试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(z)，并分别给出三种方法对应的递推控制算法。解： 双线形变换法：把代入，则前向差分法：把代入，则 后向差分法：把代入，则13.已知模拟调节器的传递函数为试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s。解：则 把T=0.2S代入得位置型增量型14.组态的基本概念？ 答：组态即，利用软件工具将计算机的软硬件及各种资源进行配置，使其按照预定的功能实现待定的目的。

14、组态的设计步骤为：1、 组态的软件的安装，按照要求正确安装组态软件，并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。2、工程项目系统分析，首先要了解控制系统的工程和工艺流程，弄清被控制对象的特征，明确技术要求，然后再进行工程的整体规划，包括系统应实现哪些功能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库中如何定义及定义哪些数据变量等3、设计用户操作菜单，为便于控制和监视系统的运行，通常应根据实际需要建立用户自己打的菜单以便操作，例如设立一按钮来控制电动机的起停4、画面设计与编辑，画面实际分为画面建立、画面编辑和动画编辑与链接几个步骤，画面由用户根据实际工艺流程编辑制作，然后需要将画面与已定义的变量关联起来，以便使画面上的内容随生产过程的运行而实时变化5、 编写程序进行调试，程序由用户编写好之后需进行调试，调试前一般要借助一些模拟手段进行初调，检查工艺流程、动态数据、动画效果等是否正确。6、综合调试，对系统进行全面的调试后，经验收方可投入试运行，在运行过程中及时完善系统的设计。15.关于线性变换的方法？16.数字滤波数字滤波:计算机系统对输入信号采样多次,然后用某种计算方法进行数字处理,以削弱或滤除干扰噪声造成的随机误差,从而获得一个真实信号的过程. 常用的数字滤波方法有：平均值滤波、中值滤波、限幅滤波、惯性滤波等.优点：1.数字滤波用程序实现,不需要增加任何硬件设备,可多通道共